LABORATORIO Nº 4 Mecanica Colisiones en Dos Dimensiones

8/16/2019 LABORATORIO Nº 4 Mecanica Colisiones en Dos Dimensiones

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Laboratorio Nº 4: Colisiones en dos dimensiones 1

INDICE

I. LOGRO .............................................................. 2

II. PRINCIPIOS TEORICOS ................................... 2

III. PARTE EXPERIMENTAL ................................ 6

a) Materiales e Instrumentos ................................ 6

b) PROCEDIMIENTO ......................................... 12

c) ACTIVIDAD .................................................... 14

IV. RESULTADOS ............................................... 16

V. OBSERVACIONES .......................................... 18

VI. CONCLUSIONES .......................................... 19

VII. RECOMENDACIONES .................................. 19


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LABORATORIO Nº 4

COLISIONES EN DOS DIMENSIONES

I. LOGRO

Verificar experimentalmente el principio de conservación de lacantidad de movimiento a través de una colisión en dosdimensiones.

II. PRINCIPIOS TEORICOS

Se llama colisión, choque o impacto a cualquier interacciónbreve entre partículas o cuerpos que dé como consecuencia unavariación finita de sus velocidades en un intervalo de tiempomuy corto.En los sistemas de cuerpos que chocan, las fuerzas de choqueson fuerzas internas que alcanzan valores muy elevados y dacomo resultado que sus impulsos sean mucho mayores que los

impulsos de todas las fuerzas externas aplicadas al sistemadurante el mismo intervalo de tiempo; por ello se desprecia lainfluencia de las fuerzas externas y se considera al sistema decuerpos que chocan como un sistema aislado, en el que secumple el principio de conservación de la energía.Además, la cantidad de movimiento lineal de los cuerpos antes

y después del choque corresponde a distancias bastante

grandes entre ellas, por lo que es posible despreciar la energía

potencial. El principio de conservación de la cantidad de

movimiento lineal, establece que: “Cuando la fuerza externaresultante que obra sobre un sistema es cero, la cantidad de

movimiento vectorial total del sistema permanece constante”.

La cantidad de movimiento está definida por:


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El principio de conservación de la cantidad de movimiento

lineal se expresa mediante:

Consideremos una esfera incidente de masa mi que experimenta

un choque bidimensional con una esfera que llamaremos

“blanco” de masa mb, inicialmente en reposo (ver figura 1).

Según el principio de conservación de la cantidad de

movimiento lineal, tenemos:


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Como antes de la colisión, la esfera “blanco” está en reposo,

entonces:

Donde las componentes de la cantidad de movimiento lineal Px

y Py antes y después de la colisión, respectivamente son:


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Si se retira la esfera “blanco” y se suelta la esfera incidente

desde el mismo punto de lanzamiento indicado en la figura 2.a,

se puede determinar Vi . Si xi es la proyección de tal movimiento

sobre el plano XY, medido a partir del punto A hasta el puntodonde cae la esfera incidente por primera vez, entonces el valor

de Vi es dado por:


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Una (01) regla metálica graduada (alcance máx.: 100 cm/ lect. mín.: 0,1 cm).

Una (01) balanza de tres brazos (alcance máx. 610g: / lect. mín.: 0.1 g)


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Un (01) soporte universal

Una (01) plomada


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Una (01) nuez universal

Un (01) vernier o pie de rey (alcance máx.: 150 mm / lect. mín.:0.05 mm )


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Un (01) transportador (alcance máx.: 360º / lect. mín.:0,5º).

Dos (02) hojas de papel cuadriculado.


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Dos (02) hojas de papel carbón.


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b) PROCEDIMIENTO


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c) ACTIVIDAD


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IV. RESULTADOS

Los datos obtenidos regístrelos en la tabla 1, tabla 2 y tabla 3 .

Tabla 1. Datos de masa y radio de las esfera incidente y blanco

Masa (Kg) Radio(m)

mi mb ri rb

5,6 5,4 8,124 7,94


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Tabla 2. Datos experimentales antes y después de la colisión

N° deensayos

h(m) Xi(m) Vi(m/s) X'i (m)V'i

(m/s)X'b(m)

V'b(m/s)

Ɵt(°) Ɵb (°)

1 47,8 23,1 7,47 28,8 9,31 15,8 5,11 55,5 25,5

2 47,8 24,2 7,82 29,1 9,41 14,6 4,72 55 30

3 47,8 24,5 7,92 28,7 9,28 15,6 5,04 54,5 29

4 47,8 24,3 7,85 28,6 9,24 15,5 5,01 54 28

5 47,8 25,1 8,11 29,1 9,41 16 5,17 54,5 31


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Tabla 3. Verificacion de la conservación de la cantidad

de movimiento lineal

V. OBSERVACIONES

Se pudo observar que todos los cuerpos se mantienen en Movimiento

Circular, dentro del mismo distinguimos dos modalidades: la rotación,

cuando ubicamos a dicho eje dentro del cuerpo mismo, y a la traslación,

cuando este es externo.

Cuando un cuerpo rota o se traslada todas sus partículas se trasladan en

forma ordenada en torno al eje que corresponda de acuerdo a un ángulo

de inclinación.

La fuerza centrípeta la que atrae a los cuerpos mientras describen un

movimiento circular.

Antes Después

P(Kg.m/s)Px 41,82 54,43

Py 11,87 34,77


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VI. CONCLUSIONES

Con este trabajo analizamos como se mueven los objetos de

manera circular, movimientos que nos acompañan desde la

formación del universo como son el movimiento de traslación y

rotación de los planetas, hasta el simple rotar de las ruedas de

los autos. Para poder analizar y comprender este tipo de

movimiento primero necesitamos información, la cual la

estudiamos, y comprobamos, haciendo una serie de

experimentos.

VII. RECOMENDACIONES

Mantener constante la fuerza que aplicamos al módulo de

giro, para así obtener un valor de fuerza y una aceleración con

menor margen de error.

Tratar en lo posible que el péndulo y la barra indicadora estén

de manera colineal al momento de los giros.

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